Борис Шустов - Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра

Тут можно читать онлайн Борис Шустов - Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - бесплатно ознакомительный отрывок. Жанр: sci-phys, издательство Физматлит, год 2010. Здесь Вы можете читать ознакомительный отрывок из книги онлайн без регистрации и SMS на сайте лучшей интернет библиотеки ЛибКинг или прочесть краткое содержание (суть), предисловие и аннотацию. Так же сможете купить и скачать торрент в электронном формате fb2, найти и слушать аудиокнигу на русском языке или узнать сколько частей в серии и всего страниц в публикации. Читателям доступно смотреть обложку, картинки, описание и отзывы (комментарии) о произведении.
  • Название:
    Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра
  • Автор:
  • Жанр:
  • Издательство:
    Физматлит
  • Год:
    2010
  • Город:
    Москва
  • ISBN:
    978-5-9221-1241-3
  • Рейтинг:
    4.5/5. Голосов: 81
  • Избранное:
    Добавить в избранное
  • Отзывы:
  • Ваша оценка:
    • 100
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

Борис Шустов - Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра краткое содержание

Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - описание и краткое содержание, автор Борис Шустов, читайте бесплатно онлайн на сайте электронной библиотеки LibKing.Ru

Проблема астероидно-кометной опасности, т. е. угрозы столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы, осознается в наши дни как комплексная глобальная проблема, стоящая перед человечеством. В этой коллективной монографии впервые обобщены данные по всем аспектам проблемы. Рассмотрены современные представления о свойствах малых тел Солнечной системы и эволюции их ансамбля, проблемы обнаружения и мониторинга малых тел. Обсуждаются вопросы оценки уровня угрозы и возможных последствий падения тел на Землю, способы защиты и уменьшения ущерба, а также пути развития внутрироссийского и международного сотрудничества по этой глобальной проблеме.

Книга рассчитана на широкий круг читателей. Научные работники, преподаватели, аспиранты и студенты различных специальностей, включая, прежде всего, астрономию, физику, науки о Земле, технические специалисты из сферы космической деятельности и, конечно, читатели, интересующиеся наукой, найдут для себя много интересного.

Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - читать онлайн бесплатно ознакомительный отрывок

Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - читать книгу онлайн бесплатно (ознакомительный отрывок), автор Борис Шустов
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Таким образом, получена оценка предельных основных временных и пространственных рамок, в которых необходимо оперативно реагировать на появление явно угрожающего объекта и реализовывать его перехват.

Случай, когда корректировка орбиты поражающего объекта производится заблаговременно (маневр), будет отличаться от рассмотренного тем, что время работы средств активного противодействия t при этом может быть существенно больше. Предположительно оно будет составлять не менее одного орбитального периода астероида или даже несколько периодов. Этот случай подробно рассмотрен в разделах 10.2–10.4. Величину промаха S абудем принимать той же, а также считать, что имеется достаточно времени для доставки средства противодействия на астероид.

10.7.3. Оценка динамических и энергетических характеристик перехвата поражающего астероида.Рассмотрим теперь условия успешного выполнения операции перехвата астероида на его траектории, поражающей Землю. Будем рассматривать задачу отклонения астероида с угрожающей траектории. Тогда динамический смысл перехвата состоит в придании астероиду боковой компоненты скорости, уводящей его с поражающей траектории и приводящей к промаху S апо истечении времени t. Причиной появления этой компоненты должна служить некоторая сила, прилагаемая к астероиду перпендикулярно вектору его скорости. Такая сила может быть приложена к астероиду в некоторой точке упомянутой траектории в начале интервала времени t и притом практически мгновенно (в масштабе общего времени полета астероида) или же может воздействовать по некоторой программе в течение всего интервала времени t непрерывно.

В первом случае отклонение от невозмущенной траектории нарастает в течение всего времени t линейно, а во втором случае — квадратично (если считать воздействующую силу постоянной). Эти две схемы перехвата назовем для краткости импульсной и разгонной соответственно. Приведем для наглядности элементарный анализ этих схем.

Согласно импульсной схеме, требуется создание разового приращения искомой компоненты скорости V ив начале интервала времени t. Величина этого приращения, необходимого для получения промаха S а, равна: V и= S а/t.

Но эта же скорость V иесть результат воздействия силы F и, действующей в течение относительно малого (по сравнению с t) времени τ ии создающей ускорение F и/m а. Отсюда получим соотношение для обобщенного параметра увода U аастероида массой m ана расстояние промаха S а:

U а= m аS а= (F иτ и)t = P иt, (10.15)

где P и — импульс силы в нужном направлении, сообщаемый астероиду средством активного противодействия. Он определяется из (10.15) как P и= U а/t.

В соответствии с разгонной схемой необходимо оказывать на астероид воздействие постоянной силы F pв нужном направлении в течение всего интервала времени t; при этом сила должна быть такой, чтобы привести астероид с массой m ак промаху S ав конце этого интервала. Промах представляет собой путь, проходимый астероидом при равноускоренном движении:

откуда получим то же самое значение обобщенного параметра увода U а Сравнивая - фото 241

откуда получим то же самое значение обобщенного параметра увода U а:

Сравнивая выражения 1015 и 1017 видим что в рамках разгонной схемы - фото 242

Сравнивая выражения (10.15) и (10.17), видим, что в рамках разгонной схемы потребуется создать вдвое больший импульс, чем в случае импульсной схемы. По этим соображениям импульсный увод, на первый взгляд, кажется предпочтительнее.

Оценим приращение скорости V ипри импульсном перехвате астероида и необходимую для этого прилагаемую силу F и. Пусть S а= 2R э, где R э= = 6378 км, а m а= 1 10 6т. Примем время t выполнения маневра увода, равным 10 суткам, а время τ иприложения силы F идля создания требуемого импульса P и — одни сутки. Тогда импульс P и, необходимый для обеспечения приращения скорости астероида V и, потребная сила увода F ии создаваемое ускорение g ибудут равны:

P и= U a/t ≈ 1,5 10 10кг м/с,

V и= S а/t ≈ 15 м/с,

F и= P и/τ и ≈ 17 тс,

g и= F и/m a ≈ 1,7 10 -4м/с 2.

(10.18)

Таким образом, оказывается, что для увода модельного поражающего астероида диаметром D а= 100 м на промах с высотой полета над поверхностью Земли 6400 км необходимо приложить силу порядка∼ 17 тс. Эта сила, действующая на астероид в течение суток, даст приращение нужной компоненты его скорости∼ 15 м/с. Пересчет полученных результатов на другие времена и размеры астероида не составляет труда.

Очевидным способом создания указанной силы является тяга реактивной двигательной установки, доставленной на астероид. Попробуем сопоставить полученные оценки потребной тяги и реальные технологические возможности.

Выберем ракетный двигатель с твердым топливом (РДТТ), используемый в ходе полетов кораблей многоразовой космической системы «Спейс Шаттл». Этот РДТТ создает тягу 1150 тс в течение 120 с, имеет импульс P и= 1,4 10 9кг м/с и массу∼ 600 т [Левантовский, 1980]. Следовательно, доставка на астероид десятка таких двигателей (с общей массой 6000 т) и их монтаж для создания импульса силы в нужном направлении принципиально могли бы решить задачу перехвата астероида с минимально допустимым промахом.

Переход на ракету с жидким топливом и увеличенным удельным импульсом (например, эквивалент рассмотренного выше «пакета» из десяти РДТТ — одна ракета-носитель «Энергия» с массой∼ 3000 т [Филин, 2001]) все равно не решит проблемы увода. К сожалению, приходится вспомнить о необходимости доставить на астероид массу порядка 3000–6000 т (а возможно, и более). Также нужно учесть и то, что масса полезной нагрузки любой ракетной системы составляет всего несколько процентов от общей стартовой массы. Поэтому для доставки рассмотренного средства увода на модельный астероид (причем последний и так взят практически предельно малых размеров) потребуется создание ракетного комплекса с общей стартовой массой уже порядка сотен тысяч тонн.

Таким образом, из приведенных оценок следует, что для решения задачи оперативного перехвата астероида даже небольших размеров однозначно требуется применение средств противодействия с удельной энергетикой, на несколько порядков превышающей энергетику как существующих, так и возможных в перспективе текущего столетия средств реактивной техники. Поэтому вполне естественным в ситуации перехвата является обращение к использованию атомной энергии в виде атомной или водородной бомбы [Сокольский и др., 1996]. Ограничимся оценкой чистой энергетической эквивалентности рассмотренных выше ракет и типичного атомного боезаряда.

Известно, что общий запас энергии двух-трех наиболее мощных ракетоносителей может быть сравним с энергией заряда 2–3 кт ТНТ [Алешков, 1972]. Тогда, например, потребовавшийся выше «пакет» из 10 ракетных ускорителей может считаться энергетически эквивалентным классической атомной бомбе мощностью 20–30 кт ТНТ, а доставка такого атомного средства противодействия на поражающий астероид для его увода кажется реализуемой.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать


Борис Шустов читать все книги автора по порядку

Борис Шустов - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки LibKing.




Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра отзывы


Отзывы читателей о книге Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра, автор: Борис Шустов. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Понравилась книга? Поделитесь впечатлениями - оставьте Ваш отзыв или расскажите друзьям

Напишите свой комментарий
x